对现行公路桥梁设计的思考

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2013-02-05浏览：27次

　　摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，推动了公路交通运输业的发展，各类桥梁工程随之不断增多，其中又以公路桥梁居多。在公路桥梁的建设过程中，勘察设计是较为重要的环节之一。想要进一步确保桥梁结构的安全性和耐久性，就必须做好桥梁设计工作。基于此点，本文对现行公路桥梁设计的思考进行探究。

　　关键词：公路桥梁,设计,安全性,耐久性

　　一、公路桥梁设计概述

　　现阶段，由于桥梁工程越来越多，加之工程总体投资成本较大，所以必须采取行之有效地措施确保公路桥梁的设计质量，只有这样，才能保证桥梁的安全性和耐久性，进而达到一劳永逸的成效。就我国公路桥梁设计而言，在交通运输业发展的推动下，大跨度以及复杂桥梁日益增多，与此同时，高速公路的发展，也对公路桥梁提出了更高的要求。现阶段，越来越多的桥型设计中都应用了结构优化设计理论，并且很多桥梁结构在设计计算的过程中，都纷纷利用了空间理论对桥梁整体受力情况进行分析，这也在一定程度上提高了结构的整体承载能力，进而确保了桥梁结构的安全性和稳定性。此外，桥梁不仅具有非常实用的功能，而且桥梁景观还具有一定的美学性和艺术性，这类设计现已受到人们越来越多的关注，从而使得桥梁的整体面貌大为改观，一座座公路桥梁的兴建，成为公路上一道靓丽的风景线。

　　公路桥梁的设计需要考虑的方面较多，具体包括以下内容：设计荷载，如恒载、外力作用荷载(温度荷载、风荷载、地震荷载)等等。由于公路桥梁是建设在公路上面，故此路基设计也成为桥梁设计中至关重要的环节之一。这就要求路基本身必须具备足够的强度和稳定性，并且还要确保边坡的稳定性。路基本身属于一种线形结构，其具有点多线长的特点，路基的整体稳定性与外界自然条件有着很大的关系。为此，在公路桥梁设计中，必须采取相应的措施确保路基基础的稳定性，这样不仅能够有效地减少工程总量，而且还能进一步降低工程成本。最为重要的一点是，在进行公路桥梁设计中必须充分考虑建成通车后的安全和通畅，这无疑是整个公路桥梁设计中的重中之重。

　　二、公路桥梁设计的要求和原则

　　(一)公路桥梁设计要求

　　对于公路桥梁而言，应当采用预应力混凝土连续梁、钢桁梁悬索桥、连续刚构等多种施工方案。在基本确定桥位之后，设计师应遵循因地制宜的原则，在充分考虑到桥梁周边水文、地质、景观协调、施工条件等因素的基础上，进行多种桥型方案的综合比选。公路桥梁设计的基本要求包括以下几个方面：其一，在确保桥梁使用功能完备的情况下，做到桥梁布局合理、造型新颖美观。尤其要关注桥跨与墩高比例关系，力求周围景观与桥梁相协调;其二，严格控制桥梁造价预算，使桥梁在合理造价的基础上满足行车安全、结构整体性好、承载力大等要求;其三，优选施工简便快速、施工技术成熟的桥型设计方案，做到施工机械化运作，使桥梁结构达到标准化的要求，确保桥梁工程早入投入使用。

　　(二)公路桥梁设计原则

　　1.安全性原则。这是公路桥梁设计的基本原则，由于桥梁安全性关系到使用者的生命财产安全，所以桥梁设计必须保证桥梁的承载能力符合相关标准，桥梁结构坚固牢靠。如果存在桥梁承载能弱、结构不牢固、安全性不高、结构设计不合理等情况，那么极有可能在桥梁受到高负荷的状态下产生安全隐患，易引发桥面倾斜甚至倒塌的状况，造成重大伤亡事故。

　　2.耐久性原则。在进行桥梁设计时应当充分考虑到自然和人为造成的侵蚀，如风载荷、雪载荷、酸雨侵蚀、水力、冻胀力、使用磨损等因素，以及恒载、地震载荷、活载、施工载荷等对桥梁的影响，使桥梁在投入使用过程中拥有较强的抵御外界侵蚀的能力。

　　3.经济性原则。工程造价是公路桥梁建设项目管理的重点，这就要求在桥梁设计时不但要考虑施工技术的可行性，还应当考虑所选桥型经济标准是否能够到达最佳范围。

　　三、公路桥梁设计中应注意的几点问题

　　(一)应当解决好桥梁跨径与桥墩高度之间的关系

　　在公路桥梁设计过程中，应处理好桥梁的跨径与墩高之间的关系，这是比较重要的环节之一。在实际设计中，可按照桥梁的美学原则进行设计，具体如下：跨度与墩高的比值可选择为0.618～1之间，并且应当符合经济最优的原则，简单来讲，就是20m跨径的T梁，墩高应为12～20m;30m跨径墩高应为18～30。由于受地形地貌的影响，大部分公路的起伏变化都比较频繁。为此，必须按照实际的地形状况，选择一种最为适合的跨径，而不应按照墩高频繁变化跨径，如果实际工程中墩高的变化较大时，应当尽可能采用20m与30m或是30m与40m的组合跨径。此外，还应处理好上部梁板与平面曲线这两者之间的关系。通常情况下，桥位处的平面曲线半径会直接影响桥梁跨径的选择和平面布置，具体体现在内外弧差与中矢高这两个方面上。同时墩台径向布置时，因受曲率半径的影响，会造成内外梁长不相等的情况，当实际半径越小时，梁长差便会越大。以上问题的解决途径有两种：其一，按照平面半径对梁长进行调整;其二，在保持梁长不变的基础上，通过加大帽梁、封锚端或是加长现浇连续段的方法进行处理。第一种解决方法虽然设计简单、规格统一，但若是同一标段内有几座桥梁且处于不同的曲线半径时，会造成预制梁长度的种类增多，这样不仅会导致模板的频繁调整，而且还需要较大的场地堆放预制梁。所以，建议采用第二种方法。

　　(二)桥墩与路幅之间的关系

　　通常情况下，公路路基设计的主要形式有两种，即整体式和分离式。现阶段，在公路建设的过程中，线路的选择越来越强调景观协调性、环保性和占地少。为此，除中长隧道采用分离式路基以外，其余均为整体式路基。这种路基上的双幅桥，大多数采用的都是双幅四柱式设计。就高墩长桥而言，为进一步减少土方开挖、提高边坡稳定性以及节约成本，双幅四柱式设计无疑是最佳选择。该形式比采用分幅设计的结构横向和纵向刚度高两倍以上，不仅施工简便、节约材料，而且还能够有效地防止墩顶位移的情况发生。需注意的是，这种形式帽梁跨度相对较大，实际设计中必须充分考虑车辆双向行使过程中扭矩的影响，也就是说帽梁的设置应当尽可能大一些。

　　(三)安全性和耐久性问题

　　在公路桥梁设计中，安全性和耐久性是最为重要两大因素之一，具体设计时必须予以充分重视。设计过程中应对以下问题加以注意：

　　1.上部结构设计。在选择上部结构形式时，应充分结合桥梁的实际情况、受力特点、施工难度以及经济性等内容确定出最优的设计方案。可通过加强横向联系的措施增强桥梁结构的整体稳定性。

　　2.下部结构设计。桥梁下部结构设计应当满足上部结构对支撑力的要求，并且应充分高墩的实际承载能力，除正常应用极限状态计算以外，还应进行相应的稳定分析。

　　结论：

　　总而言之，公路桥梁设计是一项较为复杂且系统的工作，在实际设计中，设计人员应当遵循公路桥梁设计的基本原则，并按照相关要求优选最佳的设计方案。同时，还必须采取相应的措施确保桥梁结构的整体安全性和耐久性。只有这样，才能使公路桥梁发挥出自身的作用，创造出应有的价值。

　　参考文献

　　[1]贾川.张睦.公路桥梁设计和施工中的技术管理要点分析[J].科技致富向导.2011(10).

　　[2]颜清清.关于某公路桥梁设计注意要点分析[J].城市建设理论研究(电子版).2011(34).

　　[3]任晓琳.我国桥梁设计存在的问题分析与发展趋势[J].中国科技博览.2010(6).

　　[4]刘斌.公路桥梁设计工作中存在的问题和改进方向[J].城市建设.2011(23).

　　[5]华学翰.钟悦鹏.浅议公路桥梁设计应该注意的问题[J].科技与生活.2010(18).